书目详细信息
： 基于改进NSGA-II算法的管网优化与低影响开发模拟研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 基于改进NSGA-II算法的管网优化与低影响开发模拟研究/.张顺平著/.黄海燕指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.24 |
| 载体形态项： | 83页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 水利学院, 学号2020210052 |
| 提要文摘： | 近年来，我国社会经济的逐步发展，城镇化进程的不断加快，油柏路的铺设导致下垫面发生改变，引发了热岛效应，导致极端降水事件增多；城市下垫面的改变阻碍了地表径流的下渗,使城市低洼处更容易发生积水内涝，给人们的生活带来了许多不便；其次，日益老化且单一的雨水管网系统已无法满足城市泄洪排涝的需求，城市雨水管网的优化改建和相应的雨洪削减措施成为急需解决的问题。因此，探讨现有排水系统存在的问题并进行优化设计对建设海绵城市和维持生态稳定有着重要意义。 本文以云南省A市某研究区为研究对象，模拟了区域内排水 系统在不同暴雨重现期下地表径流、管道承载力、检查井溢流情况，分析了区域的主干管的充满度状况和积水内涝规律，充分考虑了管网的实际排水能力，识别了管网运行的薄弱环节。采用智能进化算法建立数学优化模型对管网进行多目标优化设计，并基于海绵城市理论增加低影响开发措施进行组合，采用同样的算法进行设计，以节省投资又大幅削减地表径流为优化目的。进而达到城市对排水防涝的需求。论文主要的研究工作如下： 1.根据当地的勘查资料报告，对雨水管网的布置进行简化处理，将数据资料整理导入，建立SWMM雨水模型。将研究区域划分为多个子汇水区，采用芝加哥雨型模拟器，输出P=1a、3a、5a、10a、20a不同重现期下的降雨过程线，依次写入模型中；率定好相应的参数，确定综合径流系数；利用SWMM内设的多种可视化模块对管网运行进行动态模拟及分析，输出地表径流量连续性误差和流量演算连续性误差，为雨水管网优化前后结果的对比分析作准备。 2.针对NSGA-II算法在求解多目标问题所存在约束过多、计算效率低、容易陷入局部最优等问题，本文通过引入差分机制和精英策略提出了一种改进型NSGA-II算法，其目的是增强个体的全局搜索能力。通过选用优化基准3个单峰函数和ZDT系列测试函数进行测试，结果表明该算法提高了收敛的速度和最优解分布的均布性。在对管网进行优化时，以管径和检查井底部标高为决策变量，设置好以排水能力和经济指标的目标函数，以管径、坡度、流速、埋深作为约束条件，然后使用改进型NSGA-II算法进行优化，得出符合实际工程的帕累托解集。为检验最优方案，将参数N设置为30、50、100、200，依次寻优，得出最终优化成本为256万元，为实际应用提供了技术支撑。 3.在城市暴雨洪涝管理方面，本文基于海绵城市的理念，根据研究区地形特征选择绿色屋顶、植草浅沟、雨水花园、透水铺装、下凹式绿地等5种措施组合设计，在分析研究区各措施适宜建设的地形特点、面积，以LID措施成本最小和径流总量为最小为目标函数，子汇水区的5种不同LID措施的铺设面积为决策变量，建立多目标优化模型。采用改进的NSGA-II算法对模型进行求解。结果表明，LID措施在削减地表径流和提高雨水入渗率有着较好的效果，为此，选取三个具有较高性价比的方案进行分析，得出三种方案的径流量减少率分别为44.3%、54.4%、59%；最后，构建了方案评价体系，并采用模糊评价法进行评价。构建4种不同的权重组合，分析得出方案3>方案1>方案2。 |
| 并列题名： | Research on Network Optimization and Low impact Development Simulation based on improved NSGA-II algorithm |
| 题名主题： | SWMM模型 改进NSGA-II算法 管网优化、低影响开发 学位论文 |
| 中图分类： | TV213.4-533 |
| 个人名称等同： | 张顺平 著 |
| 个人名称次要： | 黄海燕 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |